曲線重構技術在渤海Q油田儲層精細預測中的應用

秦 童， 蔡紀琰， 李德郁， 汪 晶， 陳文雄

(中海石油(中國)有限公司 天津分公司渤海石油研究院，天津 300459)

0 引言

地震反演是尋找有利儲層的重要手段之一，充分利用各種技術提高地震資料反演的可靠性一直是地震反演的努力方向之一。而實際地層的波阻抗差異極大地影響了地震反演的效果，當儲層和圍巖的實測波阻抗曲線差異不明顯或部分疊置時，參與反演的波阻抗曲線不能很好地反映巖性或物性差異，這種反演結果會給儲層預測帶來一定的風險[1-2]。勘探階段的反演對儲層的刻畫精度較低，而開發階段對砂體描述的精度進一步提高，需要更加精細研究砂體物性及展布規律，儲層預測的不確定性將凸顯。

針對這一問題，研究者們通過分析各測井曲線的特征以及對目標儲層的相關性，提出了利用曲線重構技術的地震反演方法[3-6]。曲線重構技術以實測波阻抗曲線為基礎，綜合自然電位、自然伽瑪、電阻率等各條測井曲線所反映的信息，利用信息融合技術統一到一條曲線上，實現各種信息的有機融合和有效控制，從而把對儲層變化比較敏感的測井信息融入波阻抗曲線中。與實測曲線相比，重構曲線能更好地反映儲層與圍巖的波阻抗差異。

筆者針對Q油田的特定情況進行分析，得到了可以有效反映目標儲層的特征曲線。利用特征曲線重構波阻抗曲線，使圍巖段波阻抗基本保持不變，而砂巖段波阻抗更加突出，再進行地震反演。反演結果表明，引入曲線重構后的結果與開發井實鉆吻合更好，可以滿足更精細的砂體描述要求。

1 曲線重構原理

常規的曲線重構方法主要有兩類：①公式計算，即通過Faust公式、Archie公式、Gardner公式等，將特征曲線換算成波阻抗曲線[7-10]；②通過數理統計和回歸，即通過交會分析特征曲線與實測波阻抗曲線的映射關系，再將特征曲線映射到波阻抗曲線的量綱上[11-12]。這些方法的局限在于，重構過程中過多側重于特征曲線，重構曲線在形態上與特征曲線非常貼近，而地層的真實波阻抗信息沒有得到充分利用(圖1)。

圖1 統計回歸重構結果Fig.1 The reconstruction result of statistical regression

筆者應用曲線重構，是利用小波多分辨率分解和信息融合處理等技術將非波阻抗類測井曲線融入波阻抗曲線中。自然電位、自然伽馬、電阻率、中子孔隙度等非波阻抗類曲線與地震反射雖沒有直接對應關系，但可直接反應地層的巖性和含油性，利用這些曲線對波阻抗曲線進行重構處理，可在一定程度上引入地層巖性和含油性信息，相當于在反演中加入了先驗認識。其基本原理如圖2所示，主要通過以下四步實現：①通過交匯分析等手段找到能夠更敏感反映儲層變化的特征曲線；②將特征曲線與實測波阻抗曲線融合成具有波阻抗量綱的新曲線；③對這兩條曲線進行小波分解，分別得到高頻信息和低頻信息；④將實測波阻抗的低頻信息與新曲線的高頻信息進行融合，得到重構的波阻抗曲線。該曲線既能反映地層波阻抗變化，又能反映巖性的細微差異。

圖2 曲線重構原理示意圖Fig.2 The principle diagram of curve reconstruction

圖3 曲線重構理論試驗Fig.3 The theoretical test of curve reconstruction

理論曲線的重構試驗(圖3)表明：與原始曲線相比，重構曲線在特征曲線所指示的井段幅度增大，而在其余井段，重構前、后曲線基本保持不變。因此，重構的曲線在形態上與實測曲線基本一致，只在儲層段特征更加突出。即以地層實際波阻抗為基礎，在盡可能不破壞原始波阻抗信息的前提下，進一步融合了能更好反映儲層巖性、物性、含油性的其他測井曲線的信息。

2 應用實例

Q油田目標層系表現為的欠壓實砂泥巖剖面響應特征，砂巖段表現為低密度、低自然伽馬，油氣層電阻率明顯高于水層。依據鉆井取心和井壁取心資料分析，巖性、物性具有正相關關系：即砂巖粒度粗，泥質含量較低，物性較好；砂巖粒度細，泥質含量相應增加，物性變差。根據測井數據統計，本區目標層系砂巖的實測聲波速度與圍巖相差不大，密度比圍巖低，砂巖與泥巖相比表現為低波阻抗，但有部分重疊。在重疊區儲層與圍巖差異不明顯，常規地震反演結果對儲層的預測存在一定風險。根據常規反演結果設計的開發井B1井為A砂體及其下部的B砂體同時注水，但實鉆結果并未鉆遇A砂體(圖4)。因此為達到油田開發對砂體描述精度的要求，開展了曲線重構反演研究。

分析本區巖石物理特征，將能反映儲層物性的自然伽瑪曲線和能反映儲層含油氣性的電阻率曲線與實測波阻抗曲線進行重構，突出儲層特征以利于砂體描述。對Q油田3口探井進行曲線重構的結果如圖5所示。P-Imp為重構前后兩波阻抗曲線的疊合。重構曲線在儲層段波阻抗數值更低，與圍巖差別更加突出，而在非儲層段基本保持不變，曲線重構達到預期效果。

對波阻抗進行重構后需再次質控各井的井間一致性。從重構后3口探井的波阻抗曲線直方圖(圖6)可確定各井仍具有良好的井間一致性關系，重構曲線可用于后續地震反演。

圖4 常規反演剖面與B1井實鉆結果Fig.4 The conventional inversion profile and B1 well drilling result(a)過B1井常規反演剖面;(b)B1井實鉆結果

圖5 Q油田3口探井曲線重構結果Fig.5 The 3 wells curve reconstruction results of Q oilfield(a)1井 ；(b)3井 ；(c)4井

圖6 重構后3口探井波阻抗直方圖Fig.6 The p-impedance histograms of 3 wells after reconstruction

由于開發井測井系列不全，僅應用3口探井參與運算，并進行引入曲線重構技術反演。圖7為過B1井的兩次反演剖面，引入曲線重構技術的反演結果表明，B1井軌跡并未鉆遇A砂體，與實鉆結果吻合，證實了該技術的可靠性。圖8為過A1h井的兩次反演剖面，鉆前預測該井水平段為一整套砂體，而實鉆揭示的儲層物性較差：其砂體高部位在垂向上依次鉆遇3 m儲層、3 m泥巖和2 m儲層。在曲線重構反演結果上，該砂體在高部位振幅明顯減弱，且不連續性增加。因此可較清楚地判斷砂體物性變差的風險，再次證實了反演結果較為準確。

根據曲線重構反演成果，對設計井軌跡進行調整并成功鉆探了B6h井。過B6h井的兩次反演剖面對比表明(圖9)，該砂體展布范圍有所減少，開發井隨之進行優化。鉆后證實了曲線重構反演準確性，實鉆砂體邊界與反演結果基本一致。

圖10為過B4h井的兩次反演剖面，根據常規反演結果預測在水平段砂體巖性可能發生變化，可能鉆遇泥巖約40 m。而曲線重構反演結果能更清晰地表明砂體內部的巖性變化，預測鉆遇泥巖段長度可能顯著增加，并為開發隨鉆做了充分的預案。鉆后證實了該井水平段鉆遇了140 m泥巖，與預測相符。

圖7 過B1井反演剖面Fig.7 The inversion profile of B1 well(a)常規反演 ；(b)曲線重構反演

圖8 過A1h井反演剖面Fig.8 The inversion profile of A1h well(a)常規反演 ；(b)曲線重構反演

圖9 過B6h井反演剖面Fig.9 The inversion profile of B6h well(a)常規反演 ；(b)曲線重構反演

圖10 過B4h井反演剖面Fig.10 The inversion profile of B4h well(a)常規反演 ；(b)曲線重構反演

圖11 C砂體平均波阻抗屬性Fig.11 The average p-impedance property of sand C(a)常規反演 ；(b)曲線重構反演

圖11為C砂體兩次反演結果的平均波阻抗屬性，曲線重構反演結果確認了該砂體中部儲層不連通的風險。為開發井的進一步實施提供了有效的依據。

3 結論

根據在生產油田的具體情況，有針對性的將巖性、物性、電性等測井曲線引入波阻抗曲線以實施反演，可有效突出目標儲層，增加反演結果的可靠性，對精細研究砂體物性和展布等有重要的意義。

借助小波多分辨率分解和信息融合技術進行曲線重構，可使重構曲線以原始波阻抗曲線為基礎，僅在儲層段特征更加突出，能最大限度地減小重構對原始曲線的影響。因此，該技術可在不破壞地層原始物性信息的同時，將其他測井曲線所反映的有效信息引入其中，使重構的曲線既能反映地層的波阻抗變化，又能反映巖性、物性和含油性的細微差異。

對渤海Q油田的曲線重構反演表明，砂體展布更加清晰，砂體內部巖性和物性變化更加敏感，該技術對開發井的鉆探提供了借鑒。

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